湿度对气溶胶单粒子偏振特性的影响研究.pdf

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1、2013年第32卷第9期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)35湿度对气溶胶单粒子偏振特性的影响研究蔡嘉，高隽，范之国，冯山山(合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥230009)摘要：气溶胶散射特性对大气辐射和气候研究有重要意义，为了解气溶胶在不同相对湿度下的散射特性，在米耶散射理论基础上建立湿度偏振模型，仿真分析不同湿度下3种气溶胶粒子的散射光强度和线偏振度变化。结果表明：湿度对气溶胶粒子的散射强度几乎没有影响，在后向散射角120150。区域，粒子偏振度随湿度的变化而变化；对130。和140。后向散射角的偏

2、振度与湿度仿真，得到粒子偏振度随着湿度的增大而增大。仿真结果从理论上说明了利用散射光偏振特性分析湿度与气溶胶散射特性的关系是可行的。关键词：偏振光学；米耶散射；气溶胶；相对湿度中图分类号：0436．3文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)09--0035--04ResearchoninfluenceofhumidityonpolarizationpropertiesofaerosolsingleparticlesCAIJia，GAOJun，FANZhi-guo，FENGShen(SchoolofComputerandInformation，Hefe

3、iUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Aerosolscatteringcharacteristicshasimportantmeaningforatmosphericradiationandclimateresearch，inordertoknowscatteringpropertiesofaerosolindifferentrelativehumidity，onthebasisofMiescatteringtheory，setuphumiditypolarizationmodel，simulati

4、onanalysisonscatteringlightintensityandlinearpolarizationdegreevariationindifferenthumidityconditionsofthreetypesaerosolparticleiscarriedout．Theresultsshowthatrelativehumidityhavelittleimpactonaerosolparticlescatteringintensity，butitaffectsobviouslyatrangeofdegreeofpolarizationatrange

5、ofbackwardscatteringangle120。～150。；simulateonrelativehumidityandpolarizationdegreeofbackscatteringangle130。and140。，anditshowsthatthedegreeofpolarizationincreasesasthehumidityincreases．Simulationresultshowsusingscatteringlightpolarizationcharacteristictoanalyzetherelationshipofhumidity

6、andaerosolscatteringcharacteristicsisfeasible．Keywords：polarizationoptics；Miescattering；aerosol；relativehumidity0引言理研究了湿度对气溶胶粒子散射和吸收等消光特性的影气溶胶通过对太阳辐射的吸收和散射作用影响大气辐响；张立盛等人研究了不同相对湿度条件下硫酸盐气溶射和气候效应，湿度变化影响了大气气溶胶粒子粒径、复折胶的辐射特性。通过这些研究，学者们研制了利用光散射射率等物理性质，直接改变了气溶胶的散射特性，从而影响特性来测量不同湿度下气溶胶粒子粒径和分布变化

7、的光学了气溶胶粒子在大气环境中的特性和行为⋯，因此，许多传感器J。由于散射光偏振特性对大气烟尘和气溶胶变国际观测计划都将相对湿度对气溶胶的光学性质影响作为化有高度敏感性，能提供更多的气溶胶介质信息，偏振探测研究的重要问题之一J。技术也具有更高的探测效率和准确性j，因而，对于湿度20世纪7O年代，许多物理学家相继对大气气溶胶粒与气溶胶散射特性关系和气溶胶偏振探测方法迫切需要进径和湿度之间的关系展开研究j，为相对湿度与气溶胶光行深入研究和分析。学研究奠定了理论基础。HanelGl4提出了不同气溶胶粒本文根据米耶散射理论建立湿度偏振模型，分析并比子粒径随相对湿度变化的关

8、系模型，为